DE1588455B2 - Phasenspannungsueberwachung fuer ein drehstromsystem - Google Patents

Phasenspannungsueberwachung fuer ein drehstromsystem

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DE1588455B2 DE1967L0056725 DEL0056725A DE1588455B2 DE 1588455 B2 DE1588455 B2 DE 1588455B2 DE 1967L0056725 DE1967L0056725 DE 1967L0056725 DE L0056725 A DEL0056725 A DE L0056725A DE 1588455 B2 DE1588455 B2 DE 1588455B2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Phasenspannungsüberwachung für ein Drehstromsystem mit einem bei asymmetrischer oder bei symmetrischer Spannungsabsenkung ansprechenden Ausgangsrelais.
Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt (USA.-Patentschrift 3 313 984). In ihr werden die Ansprechwerte für die asymmetrische und die symmetrische Spannungsabsenkung nur durch ein Potentiometer eingestellt, so daß die Ansprechwerte voneinander abhängig sind. Außerdem ist die bekannte Schaltungsanordnung in Arbeitsstromschaltung ausgelegt, so daß bei einem Ausfall der Versorgungsspannung durch z. B. einen Drahtbruch kein Phasenspannungsausfall mehr gemeldet werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht bei einer Phasenspannungsüberwachung der eingangs genannten Art darin, daß die Ansprechwerte für die asymmetrische und die symmetrische Spannungsabsenkung unabhängig voneinander eingestellt werden können und daß ein Ausfall der Versorgungsspannung gemeldet wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Messung der asymmetrischen und der symmetrischen Spannungsabsenkung zwei voneinander getrennte Meßeinrichtungen vorgesehen sind, deren Ansprechwerte unabhängig voneinander einstellbar sind, und daß das Ausgangsrelais in einem Ruhestromkreis angeordnet ist, der im Störungsfall entweder durch die Meßeinrichtung für asymmetrische Spannungsabsenkung oder durch die Meßeinrichtung für symmetrische Spannungsabsenkung unterbrochen ist.
Die Meßeinrichtung für asymmetrische Spannungsabsenkung enthält in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung einen Dreiphasentransformator mit in Stern geschalteten Primärwicklungen und mit in offener Reihenschaltung geschalteten Sekundärwicklungen. Diese Sekundärwicklungen arbeiten auf eine Gleichrichterbrücke, auf deren Gleichspannungsseite die gleichgerichtete Phasensummenspannung ansteht. Im Störungsfall schältet die gleichgerichtete Phasensummenspannung über eine Zenerdiode einen Schalttransistor an seiner Basis leitend, in dessen Kollektorgleichstromkreis ein Schaltrelais angeordnet ist. In der britischen Patentschrift 973 501 wird eine Meßeinrichtung beschrieben, bei der ebenfalls elektronische Bauteile und ein Schaltrelais zur Phasenspannungsüberwachung verwendet werden. Diese einfache Meßeinrichtung ist für viele Anwendungsgebiete ausreichend, hat jedoch, bedingt durch den geringen materiellen Aufwand, gewisse Nachteile. Es können die asymmetrische und die symmetrische Spannungsabsenkung nicht getrennt voneinander gemessen und die Ansprechwerte dieser beiden Meßgrößen nicht voneinander unabhängig eingestellt werden.
Die Meßeinrichtung für symmetrische Spannungsabsenkung enthält einen Dreiphasentransformator mit in Stern geschalteten Primärwicklungen und einer Einphasensekundärwicklung, auf die eine Gleichrichterbrücke folgt, die die gleichgerichtete Phasenspannung abgibt. Im Störungsfall sperrt die gleichgerichtete Phasenspannung über einer Zenerdiode einen Schalttransistor an seiner Basis, in dessen Kollektorgleichstromkreis das Ausgangsrelais und der Schaltkontakt des Schaltrelais der Meßeinrichtung für asymmetrische Spannungsabsenkung in Reihe geschaltet sind.
Die Meßeinrichtungen zur Phasenspannungsüberwachung enthalten jeweils eine Zenerdiode, die an den Abgriff eines Potentiometers angeschlossen ist, das jeweils einen Spannungsteiler für die gleichgerichtete Phasensummenspannung bzw. für die gleichgerichtete Phasenspannung darstellt.
Die Phasenspannungsüberwachung enthält ein eitglied, das dem Schaltkontakt des Ausgangsrelais ,ichgeschaltet ist.
Die mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanording erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß eine meinander unabhängige Einstellung der Ansprecherte der asymmetrischen und der symmetrischen jannungsabsenkung erreicht wird. Diese unabhänse Einstellung ist für automatische Notstromanlagen
stark schwankenden Netzen erforderlich, um :hlstarts zu vermeiden. Mit der Anordnung des Austngsrelais in einem Ruhestromkreis wird eine MeI-ung des Ausfalls der Versorgungsspannung erreicht.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der rfindung.
Die Phasenspannungsüberwachung für ein Drehromsystem besteht im wesentlichen aus einem Dreiliasentransformator 10, sowie aus zwei Meßeinrichingen 11 und 12, von denen die erste die asymmetrihe Spannungsabsenkung und die zweite die symmeische Spannungsabsenkung erfaßt. Der Dreiphasenansformator 10 ist mit seinen Primärwicklungen 13 1 Stern geschaltet und versorgt die Meßeinrichtungen 1, 12 mit Steuerleistungen aus dem zu überwachenen Netz. Dabei ist die Meßeinrichtung 11 an die of- ;ne Reihenschaltung der Sekundärwicklungen 14 des )reiphasentransformators 10 angeschlossen, während ie Meßeinrichtung 12 mit einer Einphasensekundär-.icklung 15 verbunden ist. Selbstverständlich kann ie Meßeinrichtung zur Erfassung der asymmetri- :hen Spannungsabsenkung bzw. der symmetrischen pannungsabsenkung statt mittels eines Dreiphasenransformators 10 auch mittels dreier einphasiger "ransformatoren gebildet werden.
Die Phasensummenspannung Un für die Meßeinichtung 11 zur Erfassung der asymmetrischen Spaniungsabsenkung wird in einer Gleichrichterbrücke 110 gleichgerichtet und über eine Zenerdiode 113 auf ■inen Schalttransistor 116 gegeben. Dieser ist in dem Heichstromerregerkreis eines Schaltrelais 117 aneordnet. Die gleichgerichtete Phasensummenspaniung IZ11 wird durch einen Kondensator 111 geglättet ind beaufschlagt über ein Potentiometer 112 die '.enerdiode 113 mit ihrem Lastwiderstand 114. Zwichen Zenerdiode 113 und Lastwiderstand 114 ist der .3asiswiderstand 115 des Schalttransistors 116 angeschlossen.
Bei Netzsymmetrie ist die Phasensummenspannung CZ11 Null. Bei Netzasymmetrie wird die Zenerliode 113 durchgesteuert, wenn die Phasensummen- »pannung CZ11 die Höhe der Durchbruchspannung ereicht. Entsprechend der steilen Kennlinie der Zenerliode wird dem Schalttransistor 116 schnell positive tSasisspannung zugeführt, so daß er sofort durchschallet und das Schaltrelais 117 zum Ansprechen kommt. .Mit dem Potentiometer 112 ist die der Zenerdiode 113 zugeführte Spannung stetig einstellbar, so daß der Ansprechwert des Schaltrelais 117 den gegebenen Netzverhältnissen leicht anpaßbar ist. Der Schalttransistor
116 besitzt einen großen Verstärkungsfaktor, so daß exakt reproduzierbare Ansprechwerte des Schaltrelais
117 bei geringer Schalthysterese erhalten werden.
Das Schaltrelais 117 steuert einen Schaltkontakt
117' im Gleichstromerregerkreis eines Ausgangsrelais 217.
Die Phasenspannung CZ1.,, welche z. B. der Einphasensekundärwicklung 15 des Dreiphasentransformators 10 entnommen wird, beaufschlagt die Meßeinrichtung 12 zur Erfassung der symmetrischen Spannungsabsenkung vom Nennwert. Die Meßeinrichtung 12 ist in gleicher Weise wie die Meßeinrichtung 11 aufgebaut. Ein Transistor 216 ist bei voller Phasenspannung ί/1β ständig durchgesteuert, da CZ12 dann stets über der Durchbruchspannung der Zenerdiode 213 liegt. Der Transistor 216 ist im Gleichstromerregerkreis des Ausgangsrelais 217 angeordnet, so daß dieser Gleichstromerregerkreis im Störungsfall entweder von der Meßeinrichtung 11 für die asymmetrische Spannungsabsenkung oder von der Meßeinrichtung 12 für die symmetrische Spannungsabsenkung unterbrochen werden kann. Mit einem Potentiometer 212 sind verschiedene Phasenspannungssollwerte stetig einstellbar, und zwar unabhängig von dem Potentiometer 112. Die Einrichtung zur Phasenspannungsüberwachung kann also auf asymmetrische und symmetrische Spannungsabsenkung verschieden empfindlich eingestellt werden. Ebenso ist es durch Wahl verschiedener Ansprechwerte möglich, die Einrichtung zur Phasenspannungsüberwachung als Grob- oder Feinspannungsüberwachung einzusetzen.
Die Gleichstromversorgungsspannung des Ausgangsrelais 217 und des Schaltrelais 117 werden z. B. einer in Notstromanlagen immer vorhandenen Starter- oder Steuerbatterie entnommen. Somit kann auf einfache Weise die Versorgungsspannung CZ bereitgestellt werden.
Das Ausgangsrelais 217 steuert mit seinem Schaltkontakt 217' z.B. den Startkreis einer Notstromanlage sowie den weiteren automatischen Ablauf der Steuerfunktionen einer Notstromautomatik. In diesen Startkreis ist ein Zeitglied 16 geschaltet, um bei nur kurzzeitigem Unterschreiten der Ansprechwerte, sogenannten Netzwischern, nicht einen unnötigen Startimpuls an die Notstromanlage zu geben. Das Zeitglied 16 gibt erst nach Ablauf einer eingestellten Zeit den Startimpuls frei.
Die Phasenspannungsüberwachung besteht bis auf die Relais 117, 217 aus ruhenden und nicht dem Verschleiß unterworfenen Bauteilen. Die Relais 117, 217 sind, bezogen auf ihre Schaltleistung, weit überdimensioniert, so daß sich eine große Lebensdauer des Gerätes ergibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Phasenspannungsüberwachung für ein Drehstromsystem mit einem bei asymmetrischer oder bei symmetrischer Spannungsabsenkung ansprechenden Ausgangsrelais, dadurch gekennzeichnet, daß für die Messung der asymmetrischen und der symmetrischen Spannungsabsenkung zwei voneinander getrennte Meßeinrichtungen (11, 12) vorgesehen sind, deren Ansprechwerte unabhängig voneinander einstellbar sind, und daß das Ausgangsrelais (217) in einem Ruhestromkreis angeordnet ist, der im Störungsfall entweder durch die Meßeinrichtung für asymmetrische Spannungsabsenkung (11) oder durch die Meßeinrichtung für symmetrische Spannungsabsenkung (12) unterbrochen ist.
2. Phasenspannungsüberwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung für asymmetrische Spannungsabsenkung einen Dreiphasentransformator (10) mit in Stern geschalteten Primärwicklungen (13) und mit in offener Reihenschaltung geschalteten Sekundärwicklungen (14) und einen Schalttransistor (116) enthält, in dessen Kollektorgleichstromkreis ein Schaltrelais (117) angeordnet ist und der an seiner Basis über eine vorgeschaltete Zenerdiode (113) im Störungsfalle von der über eine Gleichrichterbrücke (110), die an die offene Reihenschaltung der Sekundärwicklungen (14) des Dreiphasentransformators (10) angeschlossen ist, gleichgerichteten Phasensummenspannung (CZ1 j leitend geschaltet ist.
3. Phasenspannungsüberwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung für symmetrische Spannungsabsenkung einen Schalttransistor (216) enthält, in dessen Kollektorgleichstromkreis das Ausgangsrelais (217) und der Schaltkontakt (117') des Schaltrelais (117) der Meßeinrichtung für asymmetrische Spannungsabsenkung in Reihe geschaltet sind und dessen Basis über eine vorgeschaltete Zenerdiode (213) im Störungsfalle von einer über eine Gleichrichterbrücke (210), die an eine zusätzliche Einphasensekundärwicklung (15) des Dreiphasentransformator (10) angeschlossen ist, gleichgerichteten Phasenspannung (CZ12) gesperrt ist.
4. Phasenspannungsüberwachung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdioden (113, 213) jeweils an den Abgriff eines Potentiometers (112; 212) angeschlossen sind, das jeweils einen Spannungsteiler für die gleichgerichtete Phasensummenspannung (CZ11) bzw. für die gleichgerichtete Phasenspannung (U12) darstellt.
5. Phasenspannungsüberwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (217') des Ausgangsrelais (217) in einem Startkreis für eine Notstromanlage angeordnet ist, in dem in Reihe mit dem Schaltkontakt (217') ein Zeitglied (16) geschaltet ist.
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